Tutorial Sewercadv
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UNIVERSIDAD MAYOR DE SAN SIMON FACULTAD DE CIENCIAS Y TECNOLOGIA CARRERA DE INGENIERIA CIVIL
:
COCHABAMBA – BOLIVIA
Curso de Sewercad v 4.1.1 Curso de Sewercad
Docente: Auxiliar:
Msc. Ing. Oscar Saca V. Egr.
Freddy Corce I.
Introducción
El fin de este capitulo es la de proveer lecciones paso por paso, para poder familiarizarse con algunas de las características y capacidades de sewercad. Las lecciones sirven para que usted se inicie y utilice el software.
Creación de un nuevo proyecto Luego de iniciar SewerCAD haga clic en el icono de Create New Project (crear nuevo proyecto) del diálogo Welcome to SewerCAD , si este no aparece elija New del menú
File. Ingrese un nombre para su proyecto y presione Save. Luego de crear un nuevo proyecto se desplegará una ventana Project Setup Wizard , en la que se ingresará información referente al proyecto, como ser el título del proyecto, nombre del ingeniero, la fecha y comentarios. Luego presione Next. La vista que se debe mostrar es la siguiente: Ud. Debe llenar todos los datos que considere necesarios en esta primera ventana.
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Después de llenar la información esencial sobre el proyecto, deberá escoger:
Friction Method (Método de fricción): Esta opción nos permite seleccionar la metodología para determinar la resistencia del flujo y las pérdidas de fricción durante los cálculos.
Input Modes (Modos de entrada): Este programa soporta varios modos de entrada para ajustar los datos de entrada a tu estilo o a las necesidades de un proyecto en particular.
Pipe Length (Longitud de la tubería): Es usado para determinar el nivel de precisión de las longitudes de las tuberías. Las longitudes de las tuberías son redondeadas acorde al valor de redondeo. Luego presione Next.
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Ahora se deberá configurar opciones sobre el dibujo:
Drawing Scale (Escala del dibujo): Esta opción nos permite poner la escala que se quiera usar como escala final del dibujo para la presentación final. La escala del dibujo es determinada por el ingeniero y por el tamaño del papel destinado a ser usado en la presentación final. Se puede escoger entre modo esquemático o modo a escala para definir las escalas horizontales y verticales. En el modo esquemático las longitudes hay que ponerlas manualmente para cada tubería, en cambio, en el modo a escala estas longitudes son determinadas por la longitud de las tuberías dibujadas en el papel de dibujo. Para nuestro ejemplo utilizaremos el modo esque mático, marcamos Schematic.
Annotation multipliers (Multiplicadores de las anotaciones): Estos multiplicadores permiten cambiar el tamaño de los símbolos, nombres y anotaciones relativas con la escala del dibujo.
Pipe Text (Texto de las tuberías): Seleccionando Align Text with Pipe se alinea el texto con las tuberías. Curso de Sewercad
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Background Drawing (Dibujo de fondo): Solo en el modo Stand-Alone, un archivo .DXF puede ser usado como imagen de fondo en el papel de dibujo. Este papel de fondo nos ayuda mucho en el trazado de la red. Se lo debe importar con formato .Dxf que es el programa de Autocad. Luego poner Next, se desplegará una ventana en la que se podrá establecer valores por defecto para cada elemento (elementos prototipo). Por último presionar el botón Finished .
Trazado de la red
Antes de comenzar a trazar la red es conveniente verificar que estemos trabajando con las unidades correctas, para esto seleccione Options del menú Tools, elija la pestaña Global y verifique que el sistema de unidades este en el deseado. Para nuestro ejemplo utilizaremos las unidades del sistema internacional. Para el trazado de la red SewerCAD nos presenta una barra de herramientas que tiene todas las herramientas necesarias para adherir elementos de la red al dibujo. Curso de Sewercad
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Las herramientas de dibujo que nos presenta SewerCAD son las siguientes:
Select (Seleccionar): Es usado para seleccionar elementos dentro del papel de dibujo. Una vez que los elementos son seleccionados pueden ser editados y movidos.
Pipe (Tubería): Las tuberías conectan otros elementos para formar la red de alcantarilla. Las tuberías son elementos de transporte que llevan flujo a través de la red, un caudal eventual desde un punto hasta la salida. La herramienta de tuberías crea tuberías a gravedad (representado por líneas paralelas) o tuberías a presión (representado por una sola línea) dependiendo de la ubicación de la tubería dentro la red de alcantarillado.
Manhole (Cámara): Las cámaras son ubicadas donde entren cargas en la porción a gravedad de la red de alcantarillado.
Junction Chamber (Cámara de confluencia): Las cámaras de confluencia son ubicadas para unir flujos de un sistema a gravedad. No entran cargas a la alcantarilla en estos puntos.
Wet Well (Pozo sumidero): Los pozos sumideros representan condiciones de borde entre las porciones a gravedad y a presión de la red. Sirven como una colección para el sistema a gravedad y como nivel fijo para el sistema a presión. También pueden entrar cargas en esta ubicación de la red de alcantarillado.
Pump (Bomba): Las bombas son usadas para adherir energía al sistema para superar la gravedad y pérdidas de carga.
Pressure Junction (Nudo a presión): Los nudos a presión son conexiones entre dos o más tuberías a presión de diversas características. Pueden entrar cargas en la porción a presión de la red a través de los nudos a presión.
Outlet (Salida): Las salidas representan los últimos puntos terminales de la red de alcantarillado sanitario.
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No se necesitará asignar nombres ni numeración a los diferentes elementos de la red, ya que SewerCAD se encarga automáticamente de eso. El programa maneja sus propios prefijos para los diferentes elementos de la red, estos prefijos se pueden personalizar desde Element Labeling del menú Tools.
Red esquemática
Una forma fácil de dibujar es utilizando la herramienta Pipe (tubería). Una vez seleccionada esta herramienta, lleve el cursor al papel de dibujo y presione para colocar un Manhole (cámara) que será nombrada automáticamente como MH-1. Luego desplace el cursor hacia la derecha y ubique la segunda cámara (MH-2), y continúe así hasta dibujar la cámara número 5 (MH-5). Ahora haga clic derecho y verá que se despliega una ventana en la que podrá escoger otro elemento, en nuestro caso será un Wet Well (pozo sumidero), ubique este elemento, a continuación presione nuevamente clic derecho y escoja Pump (bomba), ubíquela y haga lo mismo para ubicar el
Outlet (salida). Luego presione Escape (Esc). Para dibujar las ramas de la red seleccione nuevamente la herramienta Pipe (tubería) y empiece a dibujar los otros elementos. Tome en cuenta el orden (numeración) para que le sea más fácil el ingreso de los datos.
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Una vez trazada la red, seleccionando la herramienta Select (Seleccionar) se pueden ordenar un poco los elementos, moviéndolos y acomodándolos de una mejor manera.
Ingreso de datos
Hay dos formas rápidas y fáciles de ingresar datos; a través de Dialogs (diálogos) y a través de
Flex Tables (reportes tabulares). o
A través de diálogos
Para abrir estas ventanas de diálogos se debe hacer doble clic en los elementos o sino clic derecho y luego seleccionar Edit. A continuación se desplegará una ventana, en la que se podrá ingresar los datos del elemento, abriremos la ventana de diálogo de la cámara MH-1.
Se puede ver que en esta ventana existen ocho pestañas que nos permiten configurar todas las opciones de este elemento. Por ejemplo dentro de la pestaña General tenemos: Curso de Sewercad
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General (general): Nos permite ingresar información general del elemento, como Label (nombre), en el que se puede modificar el nombre si se quisiera; X y Y que nos permiten ubicar al elemento; Ground Elevation (Elevación del terreno) nos permite ingresar la elevación del terreno correspondiente a este elemento.
Structure (estructura): Acá se ingresan los datos de la estructura, datos como Structure Diameter (diámetro de la estructura), Sump Elevation (elevación del sumidero) que es la elevación de la parte inferior de la cámara, por donde pasarán las aguas, Rim Elevation (elevación de la corona) es la elevación de la parte superior de la cámara, donde vendría la tapa,
Bolted Cover (tapa empernada) nos pregunta si la tapa será empernada y por último Set Rim Equal to Ground Elevation (empatar la elevación del terreno con la corona) nos pregunta si queremos asignarle la misma elevación al terreno y a la corona.
Hydraulic Summary (resumen hidráulico): Nos muestra algunos datos hidráulicos, estos valores son calculados por el programa.
Flow Summary (resumen de flujo): Nos muestra algunos datos del flujo que pasa a través de este elemento. De esta misma manera se pueden ingresar datos en todos los elementos de la red de alcantarillado. A continuación veremos algunas consideraciones importantes de algunos elementos:
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En SewerCAD las cargas (caudales de ingreso) están clasificadas en Dry Weather Load (carga de tiempo seco) y en Wet Weather Load (carga de tiempo húmedo), las cargas de tiempo seco son las aguas que contribuyen los habitantes y las cargas de tiempo húmedo son las aguas producto de las infiltraciones. Como se puede ver en la pestaña Loading (cargando) de los elementos Manhole (cámara) se nos permite ingresar Unit Dry Weather Load y Loading Unit
Count que representan el tipo de carga por unidad y la cantidad, la unidad de referencia esta mostrada en la columna Loading Unit , que en este caso es residente. Y el valor de Based Load no es nada más que el producto de Unit Dry Weather Load (carga por unidad) por Loading
Unit Count (cantidad). Unit Dry Weather Load es una categorización de los caudales de ingreso, en nuestro ejemplo figura Home 1 (personalizado) que representa un caudal unitario de 180 l/d (0,002l/s) este valor figura en la columna Unit Load. Para personalizar los Unit Dry Weather Load hay que presionar
y se desplegará la siguiente
ventana:
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Mediante las 4 opciones que aparecen a la derecha podemos personalizar los elementos que queramos, para nuestro ejemplo lo que hicimos fue insertar dos nuevos: Home 1 (180 l/d) y
Home 2 (220 l/d). A veces resulta conveniente duplicar alguno de ellos y luego solamente editarlo. Hay que tomar en cuenta que todos los valores que vienen configurados por defecto en el programa pueden variar en los diferentes países. Para ingresar la infiltración en las tuberías debemos entrar a las ventanas de diálogos de las tuberías, en estás existe una pestaña llamada Infiltration (infiltración), esta pestaña nos presenta opciones que nos permiten configurar esta infiltración.
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La infiltración puede ser medida de varias formas, por longitud de tubería, por longitud y diámetro de la tubería y otros. Esto se configura en Infiltration Type (tipo de infiltración). Dependiendo de cual sea el tipo escogido se ingresa el valor de la infiltración. A la derecha aparece Additional Infiltration (infiltración adicional), que nos permite ingresar una infiltración adicional si es que fuera necesario. Otra consideración importante es el Wet Well (pozo sumidero), dentro de la ventana de diálogo de este elemento, en la pestaña Section (sección), se debe configurar las dimensiones de este. Lo primero que se debe hacer es definir Section (sección), si será de área constante o variable, luego definir Cross Section (corte) si será circular o no circular. Si es circular habrá que ingresar el diámetro y si no es circular el área. A continuación se deben definir los niveles del tanque, y a sea nivel máximo, mínimo, inicial y la base, estos niveles se pueden apreciar en el dibujo que se presente en la ventana. Se puede observa que para ingresar estos valores hay dos opciones: Elevations (elevaciones) y Levels (niveles), la diferencia entre estos dos es que las elevaciones están referidas desde la altura cero de referencia, en cambio los niveles están medidos desde la base del tanque. Curso de Sewercad
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Otra consideración importante es en el Outlet (salida), las condiciones de salida:
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Tailwater Conditions (condiciones de salida del agua), acá tenemos tres opciones: la primera es Crown (corona), que quiere decir que el tirante de agua en la salida estará a la altura de la corona; la segunda es Free Outfall (descarga libre), acá el nivel del tirante es libre, depende del flujo; y por último User-Specified (usar especificada), cuando se marca esta opción se habilita la opción de abajo, en la que ponemos la elevación especificada. o
A través de flex tables
Los flex tables son tablas que nos permiten ingresar datos a los elementos similares de forma rápida y fácil. Para ingresar a estas tablas haga clic en el icono Tabular Reports
de la
barra de herramientas.
Aparece una ventana en la que nos muestra todas las tablas disponibles, podemos marcar cualquiera e ingresar apretando OK, ahora ingresaremos a Gravity Pipe Report (reporte de las tuberías a gravedad). Se puede observar que estas tablas presentan varias columnas, algunas amarillas y otras blancas, solamente las blancas se pueden editar, las amarillas son calculadas por el programa. Mediante estas tablas se pueden ingresar los valores de igual forma que en hojas de cálculo, una forma rápida de cambiar los valores de toda una columna es mediante Global Edit (edición global), haciendo clic derecho sobre la columna seleccionamos esta opción, se abrirá una ventana en la que ingresamos el valor por el que se quiera cambiar o modificar toda la columna. Curso de Sewercad
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A continuación se presentan unas tablas con los datos necesarios para nuestro ejemplo:
Tuberías Label P-1 P-2 P-3 P-4 P-5 P-6 P-7 P-8 P-9 P-10 P-11 P-12 P-13
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Length (m) 100 80 100 60 50 80 50 60 80 40 70 100 100
Material PVC PVC PVC PVC PVC PVC PVC PVC PVC PVC PVC PVC PVC
Infiltration Type Pipe Length Pipe Length Pipe Length Pipe Length Pipe Length Pipe Length Pipe Length Pipe Length Pipe Length Pipe Length Pipe Length Pipe Length Pipe Length
Infiltration (l/s) 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3
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Cámaras Label MH-1 MH-2 MH-3 MH-4 MH-5 MH-6 MH-7 MH-8 MH-9 MH-10 MH-11 MH-12 MH-13
Ground (m) Headloss Method 108 Standard 106 Standard 105 Standard 104 Standard 102 Standard 106 Standard 108 Standard 106 Standard 108 Standard 102 Standard 103 Standard 104 Standard 104 Standard
Unit Dry Weather Load Home 1 Home 1 Home 1 Home 1 Home 1 Home 2 Home 1 Home 1 Home 1 Home 2 Home 2 Home 2 Home 1
Loading Unit Count Diameter (m) 1.000,00 1,1 600 1,1 700 1,1 700 1,1 1.200,00 1,1 600 1,1 800 1,1 800 1,1 1.500,00 1,1 950 1,1 600 1,1 200 1,1 1.000,00 1,1
Salida Label Ground (m) O-1 100
Sump (m) 96
Tailwater Condition Free Outfall
Tuberías Label Length (m) FM-1 3 FM-2 80
Material Ductile Iron Ductile Iron
Bomba Label PMP-1
Ground (m) 100
Pump Type Design Point (1 Point)
Design Head (m) 40
Design Discharge (l/s) 50
Pozo sumidero Label WW-1
Ground (m) Base (m) Maximum (m) 100 90,5 96
Minimum (m) 91
Average Area (m²) 24
Cross Section Non-Circular
Se puede notar fácilmente que elementos como la bomba, el pozo sumidero y la salida, debido a que son elementos únicos, resulta conveniente llenarlos desde las ventanas de diálogos. En cambio los elementos como las tuberías y las cámaras resulta mucho más cómodo y fácil llenarlos desde los flex tables. Curso de Sewercad
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Factores de flujo extremo
Después de haber ingresado las cargas en todos los elementos, es necesario especificar como estas cargas se relacionan con la carga pico. Esto se hace a través de los factores de flujo extremo, para ingresar se selecciona Extreme Flows (flujo extremo) del menú Analysis (análisis) luego presione Edit (editar).
En esta ventana seleccionamos el método de flujo extremo que se desea utilizar en la columna
Extreme Flow Method (método de flujo extremo) y si quisiéramos ingresar algún multiplicador lo ingresamos en Adjustment Multiplier (ajustar multiplicador), para nuestro ejemplo será Babbit y el multiplicador lo mantendremos en 1.
Análisis del sistema
Para analizar el sistema debemos ingresar a la ventana de cálculo, para ingresar a esta opción debemos entrar al menú Analysis (análisis) y escoger Computer (calcular) o una manera más rápida es a través del icono
ubicado en la barra de herramientas.
Como queremos realizar un análisis debemos verificar que en Calculation Type (tipo de cálculo) este seleccionada la opción Analysis (análisis) y también que este seleccionado Backwater
Análisis (análisis de remanso). Luego apretar el botón GO. Curso de Sewercad
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Después de que el cálculo termine se desplegará un informe de los resultados, estos aparecerán dentro la pestaña Results (resultados) de la misma ventana.
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Nótese que una luz aparece al lado de la pestaña Results (resultados), esta luz es un indicador que nos dice si hay fallas o advertencias en el análisis. Si esta luz es verde quiere decir que no hay ninguna advertencia o falla, si la luz es amarilla quiere decir que hay advertencias y una luz roja quiere decir que hay problemas.
Diseño automático
SewerCAD puede diseñar automáticamente una red de alcantarillado sanitario dentro algunos parámetros definidos. A veces, a SewerCAD le es imposible encontrar una solución que este dentro de los parámetros de diseño, en este caso se anunciará dicha advertencia. o
Parámetros de diseño
Los parámetros pueden ser definidos para cada elemento independientemente o pueden ser definidos para todos los elementos. Para definir estos parámetros de diseño hay que seleccionar
Default Design Constraints (parámetros de diseño por defecto) del menú Analysis (análisis).
Esta ventana presenta dos pestañas: Gravity Pipe (tuberías a gravedad) y Gravity Structure (estructuras a gravedad).
Gravity Pipe (tuberías a gravedad): nos permite definir parámetros de diseño para las tuberías a gravedad, parámetros como velocidad, cobertura y pendiente. Además nos permite hacer un
Extended Design (diseño extendido) en el que podemos definir Part Full Design (diseño a parte llena) en el que podemos asignar el porcentaje de llenado de la tubería. Allow Multiple Sections (permitir secciones múltiples) nos permite trabajar con varias tuberías en un mismo tramo y
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Limit Section Size (limitar tamaño de la sección) donde podemos asignar un tamaño máximo para las secciones.
Gravity Structure (estructura a gravedad): nos permite definir Pipe Matching (empate de las tuberías) donde definimos si el empate será por Inverts (soleras) o por Crowns (coronas) y también definimos Machline Offset (desplazamiento de la línea de empate). Por último nos pregunta Allow Drop Structure? (¿permitir salto?). Para definir los parámetros de diseño de cada elemento individualmente hay que ingresar a la pestaña Design (diseño) de las ventanas de diálogo de cada elemento. o
Diseño
Ahora debemos hacer correr el diseño automático, para esto ingresamos nuevamente a la ventana de cálculo y en esta definimos Calculation Type (tipo de cálculo) a Design (diseño) y luego apretamos el botón GO. Aparecerá una ventana en la que nos preguntará si deseamos crear una nueva alternativa. Las alternativas son grupos de datos, si aceptamos crear una nueva alternativa el programa mantendrá tanto los datos iniciales como los resultantes del diseño, en cambio, si no aceptamos el programa sobrescribirá los datos y solamente tendremos acceso a los datos resultantes del diseño. Por ahora aceptaremos la creación de una nueva alternativa. Una vez terminado el diseño, si la luz es verde quiere decir que el programa logró encontrar una configuración que cumpla con todos los parámetros de diseño asignados, como se dijo anteriormente a veces el programa no logra encontrar una configuración que cumpla con todos los parámetros de diseño, entonces aparecerá una advertencia. Curso de Sewercad
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Resultados
Para la presentación de resultados SewerCAD presenta varias opciones. A continuación veremos algunas de ellas. o
Reportes
Los reportes nos permiten imprimir informes detallados de cada elemento, mostrándonos todas las características del elemento. Para ingresar a estos reportes debemos ingresar a la ventana de diálogo de cada elemento y dentro de esta ventana apretar en el botón Report (reporte) y de este seleccionar Detailed Report (reporte detallado). Aparecerá una ventana como esta, que es la que corresponde a la cámara 1 (MH-1):
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Reportes tabulares
Usando los flex tables podemos generar reportes tabulares que contengan información sobre algún tipo de elemento de la red. Para ingresar a estos reportes debemos entrar a los flex tables. Podemos configurar nuestra tabla, para esto debemos entrar a Options (opciones), luego Table Manager (administrador de tablas), luego Table Management y por último Edit (editar). Aparecerá la ventana Table Setup , ventana que nos permitirá configurar nuestra tabla. Utilizando los botones Add (adherir) y Remove (remover) podemos escoger las columnas que queramos que aparezcan en nuestro reporte tabular. Una vez que hayamos definido esto apretamos OK. Deberá aparecer la tabla con la configuración que hayamos asignado.
Para ver como se verá nuestra tabla apretamos en el botón Print Preview. Esta tabla puede ser copiada a una base de datos como Excel y ahí puede ser personalizada.
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Anotaciones
Esta opción permite adherir anotaciones a nuestro gráfico. Para adherir anotaciones apretamos el o seleccionamos Element Annotation (anotación en los elementos) del menú
botón
Tools (herramientas). Nos aparecerá una ventana en la que nos pedirá definir a que elementos vamos a adherir anotaciones y luego debemos definir que anotaciones queremos que aparezcan. Estás anotaciones pueden ser movidas y acomodadas en el dibujo. o
Perfiles
Esta opción permite crear perfiles de nuestra red. Para crear el perfil apretamos
o
sino
seleccionamos Profiling (perfil) del menú Tools (herramientas). Nos aparecerá una ventana en la que nos pedirá definir desde que nudo hasta que nud o irá nuestro perfil. La siguiente ventana nos permite configurar las escalas. Curso de Sewercad
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Codificación de color
Esta opción permite realizar una codificación a través de colores. Para definir la configuración de colores
apretamos
o sino ingresamos a Color Coding (codificación de color) del menú
Tools (herramientas). Nos aparecerá una ventana en la que podemos definir que atributo vamos a considerar para la codificación de color, luego creamos rangos con diferentes colores.
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